电路实验报告

实验一 元件特性的示波测量法

一、实验目的

1、学习用示波器测量正弦信号的相位差。

2、学习用示波器测量电压、电流、磁链、电荷等电路的基本变量

3、掌握元件特性的示波测量法，加深对元件特性的理解。 二、实验任务

1、 用直接测量法和李萨如图形法测量RC 移相器的相移ϕ∆即uC u s

ϕϕ-实验原理图如图

5-6示。 2、 图5-3接线，测量下列电阻元件的电流、电压波形及相应的伏安特性曲线（电源频率在

100Hz~1000Hz 内）： （1）线性电阻元件（阻值自选）

（2）给定非线性电阻元件（测量电压范围由指导教师给定）电路如图5-7 3、按图5-4接线，测量电容元件的库伏特性曲线。 4、测量线性电感线圈的韦安特性曲线，电路如图5-5

5、测量非线性电感线圈的韦安特性曲线，电源通过电源变压器供给，电路如图5-8所示。

图 5-7 图 5-8

这里，电源变压器的副边没有保护接地，示波器的公共点可以选图示接地点，以减少误差。 三、思考题

1、元件的特性曲线在示波器荧光屏上是如何形成的，试以线性电阻为例加以说明。

答：利用示波器的X-Y方式，此时锯齿波信号被切断，X轴输入电阻的电流信号，经放大后加至水平偏转板。Y轴输入电阻两端的电压信号经放大后加至垂直偏转板，荧屏上呈现的是u x,u Y的合成的图形。即电流电压的伏安特性曲线。

3、为什么用示波器测量电路中电流要加取样电阻r，说明对r的阻值有何要求？

答：因为示波器不识别电流信号，只识别电压信号。所以要把电流信号转化为电压信号，而电阻上的电流、电压信号是同相的，只相差r倍。r的阻值尽可能小，减少对电路的影响。一般取1-9Ω。

四、实验结果

1．电阻元件输入输出波形及伏安特性

2．二极管元件输入输出波形及伏安特性

实验二 基尔霍夫定律、叠加定理的验证 和线性有源一端口网络等效参数的测定

一、实验目的

1、加深对基尔霍夫定律、叠加定理和戴维南定理的内容和使用范围的理解。

2、学习线性有源一端口网络等效电路参数的测量方法

3、学习自拟实验方案，合理设计电路和正确选用元件、设备、提高分析问题和解决问题的能力 二、实验原理 1、基尔霍夫定律：

基尔霍夫定律是电路普遍适用的基本定律。无论是线性电路还是非线性电路，无论是非时变电路还是时变电路，在任一时刻流进流出节点的电流代数和为零。沿闭合回路的电压降代数和为零。 2、叠加定理

在线性电路中每一个元件的电位或电压可以看成每一个独立源单独作用于电路时，在该元件上所产生的电流或电压的代数和。叠加定理只适用于线性电路中的电压和电流。功率是不能叠加的。 3、戴维南定理

戴维南定理是指任何一个线性有源一端口网络，总可以用一个电压源与电阻串联的有源支路来代替，电压等于该网络的开路电压U o c ，而电阻等于该网络所有独立源为零时端口等效电阻R eq 4、测量线性有源一端口网络等效参数的方法介绍

（1）线性有源一端口的开路电压oc U 及短路电流sc I 的测量

用电压表、电流表直接测出开路电压oc U 或短路电流sc I 。由于电压表及电流表的内阻会影响测量结果，为了减少测量的误差，尽可能选用高内阻的电压表和低内阻的电流表，若仪表的内阻已知，则可以在测量结果中引入相应的校正值，以免由于仪表内阻的存在而引起的方法误差。 （2）线性有源一端口网络等效电阻eq R 的测量方法

1）线性有源一端口网络的开路oc U 及短路电流sc I ，则等效电阻为sc

oc

I U R

这种方法比较简便。

但是，对于不允许将外部电路直接短路或开路的网络（例如有可能因短路电流过大而损坏内部的器件），不能采用此法。

2）若被测网络的结构已知，可先将线性有源一端口网络中的所有独立电源置零，然后采用测量直流电阻的方法测量

（3）用组合测量法求oc U ，eq R

测量线路如图1-1所示。在被测网络端口接一可变电阻L R ，测得L R 两端的电压U 1和 L R 的电流I 1后，改变电阻L R 值，测得相应的U 2、I 2，则可列出方程组

11U I R U eq oc =-

22U I R U eq oc =-

解得： 1

21

221I I I U I U U oc --=

1

22

1I I U U R eq --=

图 1--1

根据测量时电压表、电流表的接法可知，电压表内阻对解得的oc U 没有影响，但解得的eq R 中包含了电流表的内阻，所以实际的等效电阻值1eq R 只要从解得的eq R 中减去A R 即可。

由上可知，此法比起其它方法有消除电压表内阻影响及很容易对电流表内阻影响进行修正的特点。同时它又适用于不允许将网络端口直接短路和开路的网络。 (4). 参考方向

无论是应用网络定理分析电路还是进行实验测量，都要先假定电压和 电流的参考方向，只有这样才能确定电压和电流是正值还是负值。

如图1-2，如何测量该支路的电压U ？首先假定一个电压降的方向，设U

的压降方向为从A 到B 这是电压U 的参考方向。将电压表的正极和负极 图 1—2 分别与A 端和B 端相联，若电压表指针正偏则读数取正，说明参考方向

和真实方向一致；反之电压表读数为负，说明参考方向和真实方向相反。 三、实验任务 （一）基尔霍夫定律和叠加定理的验证

1、根据图1-3实验原理电路图接线，并按标出每个支路电流参考方向和电阻压降的正负号，将理论计算值填入表1-1中

图1—3叠加定理实验原理电路图

表1-1

U s 1 单 独 作 用

U s 2 单 独

作 用

叠 加 后

电 流、 电 压

U s 1、U s 2

共 同 作 用

单位 （mA ） '1

I '

2I '3I "

1

I "2I "3I '1I +"

1I '2

I +"2I '3I +"3I 1I

2I

3I

理 论 计 算 37.3 -16.0 21.3 -24.0 36.0 12.0 13.3 20 33.3 13.3 20.0 33.0 测 量 结 果 37.0 -15.8 21.0 -23.8 36.0 11.9 13.2

20.2

32.9

13.0

20.0

33.0 单 位（V ） '1

U '2U '3U "1U "2U "3U '1U +"1U '2U +"

2U '3U +"3U 1U 2U 3U 理 论 计 算 2.80 -3.20 3.20 -1.80 7.20 1.80 1.00 4.00 5.00 1.00 4.0

0 5.00 测 量 结 果 2.70

-3.13

3.13

-1.75

7.10

1.75

0.95

3.97

4.88

0.96 3.98 4.93

*小灯泡测

量 结 果

'

3I =57.5 '

3

U =1.20 "

3I =37.0 "

3

U =0.40 '3

I +"

3I =94.5 '3

U +"3U =1.60 3I =82.0

3U =2.30

四、思考题

1、 如果不标出每个支路电流电压参考方向，从理论计算和实验测量能否得出正确的结论？为什

么？

答：不能得出正确结论。因为进行理论计算的第一步就是确定每条支路的参考方向，这是进行理论计算的基础，不确定参考方向理论计算就无法进行；在实验测量中，如果不标出支路的参考方向，